第37章 遗传密码
生物化学-生化知识点_第十一章 蛋白质的生物合成
第十一章蛋白质的生物合成11-1 遗传密码（下册 P504，37章）蛋白质是生物主要的功能分子，它参与所有的生命活动过程，并起着主导作用。
蛋白质的合成由核酸所控制，决定蛋白质结构的遗传信息编码在核酸分子中。
遗传密码：编码氨基酸的核苷酸序列，通常指核苷酸三联体决定氨基酸的对应关系。
一一一三联密码：核酸分子中只有四种碱基，要为蛋白质分子20种氨基酸编码。
三个碱基编码64个，又称三联密码。
密码子：mRNA上有三个相邻核苷酸组成一个密码子，代表某种氨基酸、肽链合成的起始或终止信号。
蛋白质翻译：在RNA控制下根据核酸链上每3个核苷酸决定一种氨基酸的规则，合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质过程。
全部64个密码子破译后，编写出的遗传密码字典。
见P511 表37-5。
一一一遗传密码的基本特性一1一密码的基本单位遗传密码按5‘→3‘方向编码，为不重叠、无标点的三联体密码子。
起始密码子兼Met：AUG。
终止密码子：UAA、UAG和UGA。
其余61个密码子对应20种氨基酸。
一2一密码的简并性同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象称为密码的简并性。
同一种氨基酸不同密码子称为同义密码子，氨基酸密码子的简并见P512表37-6。
简并可以减少有害突变，对物种稳定有一定作用。
一3一密码的变偶性（摆动性）编码同一个氨基酸的密码子前两位碱基都相同，第三位碱基不同，为变偶性。
即密码简并性往往表现在密码子第三位碱基上，如Gly的密码子为GGU、GGC、和GGA。
一4一密码的通用性和变异性通用性：各种低等和高等生物，包括病毒、细菌及真核生物基本上共用一套遗传密码。
变异性：已知线粒体DNA（mtDNA），还有原核生物支原体等少数生物基因密码有一定变异。
一5一密码的防错系统密码的编排方式使得密码子中一个碱基被置换，其结果常常是编码相同的氨基酸或是为物理化学性质接近的氨基酸取代。
11-2 蛋白质合成及转运下册 P5171、氨基酸是怎样被选择及掺入到多肽链当中去的。
第37章 遗传密码
20世纪60年代中期，生物化学与分子生物学才揭示了基因 的许多重要编码规律，破译了氨基酸密码表。
遗传密码
• 遗传密码就是指核苷酸三联体决定氨基 酸的对应关系。
实际上，在高等动物和植物基因组中只有 1％左右用于编码蛋白质氨基酸序列，更 多部分是用于编码基因表达的调控信息。
(三)
A C G
U I
密码的变偶性（摆动性）
密码子 第三位碱基
反密码子 第一位碱基
U G U C A G U C A
(四) 密码的通用性和变异性 1.通用性是指各种低等和高等生物，包 括病毒、细菌及真核生物，基本上共用 同一套遗传密码。（例如：异源表达） 2.变异性是指某些生物的细胞基因组和线 粒体中RNA的遗传密码的编码方式和通用 方式不同。
Ile（通用）
比如：AUA
Met（线粒体）
(五) 密码的防错系统
同义密码子所起的作用很 大，而且在密码表中，氨 基酸的极性通常由密码子 的第2位(中间)碱基决定， 简并性由第3位碱基决定。 这种分布使得密码子中一 个碱基被置换，其结果或 是仍然编码相同的氨基酸； 或是以物理化学性质接近 的氨基酸相取代。从而使 基因突变可能造成的危害 降至最低程度。
• (二) 密码的简并 性 (degeneracy) • 同一氨基酸有两个 或更多密码子的现 象称为密码子的简 并性。 • 对应于同一种氨基 酸的不同密码子称 为同义密码子，只 有色氨酸与甲硫氨 酸仅有一个密码子。
(三)
密码的变偶性（摆动性）
密码子的专一性基本上取决于前两位碱基，tRNA 上的反密码子与mRNA密码子配对时，密码子第一 位、第二位碱基对是严格的，第三位碱基可以有 一定的变动。这一现象称为变偶性
分子生物学(山东联盟-山东第一医科大学)智慧树知到课后章节答案2023年下山东第一医科大学
分子生物学（山东联盟-山东第一医科大学）智慧树知到课后章节答案2023年下山东第一医科大学山东第一医科大学第一章测试1.真核生物DNA缠绕在组蛋白上构成核小体，核小体含有的蛋白质是答案:H2A、H2B、H3、H4各两分子2.鸟嘌呤和胞嘧啶之间联系是由两对氢键形成答案:错3.核酸中核苷酸之间的连接方式是答案:3',5'磷酸二酯键4.含有稀有碱基比例较多的核酸分子答案:tRNA5.真核细胞m RNA帽样结构中最多见的是答案:m7GpppNmp(Nm)pN6.tRNA的分子结构特征是答案:有反密码环和3'-端C-C-A7.核酸变性后可发生哪种效应答案:增色效应8.Tm值与DNA的分子大小和所含碱基中的G和C所占比例成正比答案:对9.DNA的解链温度指的是答案:A260nm达到最大变化值的50%时的温度第二章测试1.大肠杆菌中主要行使复制功能的酶是答案:DNA聚合酶Ⅲ2.以下哪种酶具有5′-3′外切酶活性答案:DNA聚合酶I3.DNA复制中的引物是答案:由DNA为模板合成的RNA片段4.下列关于DNA复制的叙述，错误的是答案:两条子链均连续合成5.将下列蛋白按其参与DNA复制的顺序排列，正确的是：a = 引物酶b = 解旋酶c = SSBd = DNA 聚合酶 I答案:b,c,a,d6.在原核细胞和真核细胞中，染色体DNA都与组蛋白形成复合体答案:错7.冈崎片段产生的原因是答案:后随链复制与解链方向不同8.原核生物的DNA聚合酶I和DNA聚合酶III都是由一条多肽链组成。
答案:错9.关于大肠杆菌复制起始点的叙述，正确的是答案:其保守序列AT含量较高10.DNA拓扑异构酶的作用是答案:改变DNA分子拓扑构象，理顺DNA链第三章测试1.关于DNA单链断裂的叙述哪一项错误答案:对真核生物来说是致死性的2.关于嘧啶二聚体的形成，下列说法正确的是答案:形式有CC，TC，TT;紫外线照射可引起该损伤;属于DNA链内交联3.所有突变都会引起基因型和表型的改变，因此突变都是有害的答案:错4.常见的DNA损伤修复系统包括答案:切除修复;直接修复;SOS修复;重组修复5.与切除修复过程缺陷有关的疾病是答案:着色性干皮病6.最重要和有效的DNA 修复方式为答案:切除修复7.碱基错配的直接修复是在半甲基化状态下完成的答案:对8.容易产生突变的修复方式是答案:SOS修复第四章测试1.原核生物RNA聚合酶各亚基中与利福平结合的亚基是答案:RNA聚合酶亚基β2.催化真核生物mRNA转录生成的酶是答案:RNA聚合酶Ⅱ3.催化真核生物mRNA生物合成的RNA聚合酶Ⅱ对α-鹅膏蕈碱的反应为答案:高度敏感4.下列关于σ因子的叙述正确的是答案:参与识别DNA模板上转录RNA的特殊起始点5.下列关于DNA复制和转录的描述中哪项是错误的?答案:两过程均需RNA为引物6.原核基因-10区的Pribnow盒是RNA聚合酶对转录起始的辨认位点。
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分子生物学知到章节测试答案智慧树2023年最新内蒙古民族大学第一章测试1.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是：肺炎球菌在老鼠体内的毒性和T2噬菌体感染大肠杆菌。
这两个实验中主要的论点证据是（）。
参考答案:生物体吸收的外源DNA（而并非蛋白质）改变了其遗传潜能2.下列各项中，尚未获得诺贝尔奖的是（）。
参考答案:抑癌基因的发现3.1953年Watson和Crick提出： ( )参考答案:多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋4.在分子生物学发展史上，两次获得诺贝尔奖的科学家是英国著名的Sanger ，他的两项贡献分别是（）、（）。
参考答案:蛋白质序列分析;DNA序列分析法5.发现乳糖操纵子而获得诺贝尔奖的两位科学家是（）、（）。
参考答案:Jacob;Monod6.分子生物学的研究内容主要包含（）。
参考答案:基因表达调控研究;生物大分子结构功能;基因组、功能基因组与生物信息学研究;DNA重组技术7.RNA不能做为遗传物质。
（）参考答案:错8.Kornber因发现DNA合成中负责复制的酶而获得1959年诺贝尔奖。
（）参考答案:错9.1962年，美国科学家( )和英国科学家( )因为在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型而与Wilkins享诺贝尔生理医学奖。
（）参考答案:Crick;Watson10.（）被认为是当代生物学研究的三大主题。
（）参考答案:神经生物学;细胞生物学;分子生物学第二章测试1.冈崎片段出现在下列哪种过程中（）。
参考答案:DNA复制2.下列哪几种酶可参加DNA的复制过程（）。
参考答案:连接酶;引物酶;DNA聚合酶3.在真核细胞DNA复制时参与引物RNA合成的DNA聚合酶为（）。
参考答案:DNA聚合酶α4.在核酸分子中核苷酸之间的连接方式是（）。
参考答案:null5.以下可以消除DNA的超螺旋结构的方法是（）。
参考答案:拓扑异构酶处理;DNA双链断裂;DNA单链断裂6.关于冈崎片段的描述正确的是（）。
17蛋白质生物合成
mRNA降解
无活性
翻译后加工
蛋白质降解
活性
标记和转运
六. 抗生素对核酸合成 及蛋白质合成的影响
许多抗生素能抑制遗传信息的表达,最终抑制蛋白质的 合成 1. 作用于DNA合成的抗生素—复制（或转录）的抑制剂 丝裂霉素C:与DNA结合,对细菌和恶性细胞有一定的选择 性,用于抗菌,抗癌 博莱霉素A2:作用于DNA的G-C碱基对,切断DNA,有抗菌抗 癌作用 抗癌霉素:与DNA pol 的-SH作用,干扰DNA合成 新制霉素:作用于生物膜,破坏DNA 药物:嘧啶及嘌呤的衍生物,5-氟尿嘧啶,6-SH嘌呤等,干扰 正常DNA合成 烃化剂,氮芥,环磷酰胺等, 使碱基烃化→缺陷DNA分子
核蛋白体的组成
真核生物 小亚基 RNA（沉降系 数） Pro种类 颗粒大小（ 沉降系数） 核糖体大小 18S 30 40S 80S 大亚基 28S,5S, 5.8S ∽50 60S 原核生物 小亚基 16S 21 30S 大亚基 23S,5S 36 50S 70S
2、核蛋白体的功能—Pro合成的场所
第37章、蛋白质的生物合成
蛋白质的生物合成
生物体不论是繁殖期还是成熟期，都需要不断 地合成各种蛋白质来维持生命。蛋白质的生物 合成是生命科学最重大而基本的研究课题。 Pro 生物合成的本质：基因的表达，包括肽键 的形成和AA排列顺序的确定 基因表达—遗传信息的传递：DNA→mRNA→蛋 白质→生物性状 DNA并不直接参与Pro的合成，Pro的合成是 mRNA为模板，AA的“搬运工”tRNA，“装配机” rRNA（核蛋白体）及其它许多酶及辅助因子的 协助下进行的。
2．密码的性质—各种生物共用一套密码
基本单位是按5’ 3’方向编码、不重叠、无标点 三联体密码。 ⑤ 密码的通用性 从低等生物→人，所有生物共用一套密码 但是不同的生物中，不同codon使用频率不同 真核生物线粒体内的codon与通用密码有些差异 ⑥ 密码的简并性： 64个密码子，其中61个密码子编码20种氨基酸 一种AA由几个codon编码的性质 如 Ala codon：GCU，GCC，GCA，GCG 此时codon的专一性取决于前二个碱基，此性质可减少 Pro生物合成时的突变机会，提高稳定性。
生物化学下册复习总结(生科08)
呼吸链定义
2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧
(respiratory chain)又称电子传递
(electron transfer chain)。
氧化呼吸链
→复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
琥珀酸氧化呼吸链
→复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
磷酸葡萄糖脱氢酶——磷酸戊糖途径的关键酶
．是细胞产生还原力（NADPH）的主要途径
1)作为供氢体，参与体内多种生物合成反应
2)NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶。缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶的人，因NADPH+H+缺
GSH含量过低，红细胞易于破坏而发生溶血性贫血。（蚕豆病）
程分四步：氨基甲酰磷酸的合成（线粒体）瓜氨酸的合成（线粒体）精氨酸的合成
尿素的生成（细胞溶胶）
限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶(主)、
, 解氨毒的重要途径。
( hyperammonemia) 常见于肝功能严重损伤时尿素合成酶的遗传缺
(ammonia poisoning) 高氨血症时可引起脑功能障碍
2）不可逆反应 （3）丙酮酸激酶为关键酶
2ADP＋2 NAD＋＋2Pi 2丙酮酸＋2ATP＋2NADH＋2H＋＋2H2O
2分子ATP，并使得2分子的NAD＋还原为NADH。
的命运
: 通过乙醇发酵受氢，解决重氧化 通过乳酸发酵受氢，解决重氧化
: 进入线粒体，通过呼吸链递氢，最终生成H2O,并生成ATP。
C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰CoA和较原来少二个碳原子的脂酰
，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为β-氧化。
高中生物各章节知识点
第一章走近细胞1.细胞是生物体的结构和功能的基本单位；细胞是一切动植物结构的基本单位。
病毒没有细胞结构。
2.真核细胞和原核细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
3.细胞学说的主要内容：细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞的产物所构成；细胞是一具相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用；新细胞可以从老细胞中产生。
4.生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
第二章组成细胞的分子5.细胞中的化学元素，分大量元素和微量元素。
组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的，说明生物界和非生物界具统一性。
6.细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同，说明生物界与非生物界还具有差异性。
7.细胞内含量最多的有机物是蛋白质。
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
连接两个氨基酸分子的化学键（-NH-CO-）叫作肽键。
8.一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。
蛋白质的功能有：结构蛋白、催化作用（酶）、运输载体、信息传递（激素）、免疫（抗体）等。
9.核酸是由核苷酸（由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成）连接而成的长链，是一切生物的遗传物质。
是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
核酸分DNA和RNA两种。
DNA由两条脱氧核苷酸链构成，碱基是A、T、G、C。
RNA由一条核糖核苷酸链构成，碱基是A、U、G、C。
10.糖类是细胞的主要能源物质，大致分为单糖、二糖和多糖。
其基本组成单位是葡萄糖。
植物体内的储能物质是淀粉，人和动物体内的储能物质是糖原（肝糖原和肌糖原）。
11.脂质分脂肪、磷脂和固醇等。
(NEW)王镜岩《生物化学》(第3版)(下册)笔记和课后习题(含考研真题)详解 (2)
2．生物催化剂—酶 （1）定义 酶是推动生物体内全部代谢活动的工具。
（2）特点 ①高度专一性
酶对催化的反应和反应物有严格的选择性，往往只能催化一种或一类反 应。
②很高的催化效率
③活性受到调节
每种特殊的酶都有其调节机制，使错综复杂的新陈代谢过程成为高度协 调的、高度整合在一起的化学反应网络。
（3）将结构元件装配成自身的大分子，例如蛋白质、核酸、脂类以及 其他组分；
（4）形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子；
（5）提供生命活动所需的一切能量。
二、分解代谢与合成代谢
1．分解代谢（catabolism）
（1）分解代谢
分解代谢是指从外界环境获得的或自身贮存的有机营养物通过一系列反 应步骤转变为较小的、较简单的物质的过程，与分解代谢相伴随的是能 量的释放。
（2）分解代谢途径
分解代谢途径是指分解代abolism）
合成代谢又称生物合成，是生物体利用小分子或大分子的结构元件建造 成自身大分子的过程。由小分子建造成大分子是使分子结构变得更为复 杂。这种过程都是需要提供能量的。
3．分解代谢与合成代谢途径的异同点
（1）不同点 ①同一种物质，其分解代谢和合成代谢途径一般是不相同的，他们并非 可逆反应，而是通过不同的中间反应或不同的酶来实现；
种化学反应的核苷酸类分子有ATP、GTP、UTP以及CTP等。
（3）自然界以ATP形式贮存的自由能的用途
①提供生物合成做化学功时所需的能量；
②是生物机体活动以及肌肉收缩的能量来源；
③供给营养物逆浓度梯度跨膜运输到机体细胞内所需的自由能；
④在DNA、RNA和蛋白质等生物合成中，保证基因信息的正确传递， ATP也以特殊方式起着递能作用。
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第三十七章遗传密码
第一节遗传密码的研究历史
一．mRNA 的发现
1948 年有人报道，当噬菌体感染了细菌后会产生一种很不稳定的RNA，且大多数是和核糖体结合在一起的。
Brenner、Jacob 等人用13C、15N 标记蛋白质，用32P 标记核酸的方法证实了这是一种新的RNA 分子，命名为信使RNA，即mRNA(m, messenger)。
1961 年，Spielman 创造了分子杂交法，通过32P-mRNA-DNA 杂交分子证明了mRNA 的存在。
二．遗传密码的破译
1953 年，Dounce 假设DNA 通过RNA 将信息传给蛋白质，RNA 上每三个核苷酸形成一个“空洞”，正好将一个氨基酸装进去。
该假说允许三联体的重叠。
1954 年，物理学家Gamow 与Teller 等人合作，提出三联体不可重复。
1957 年，Crick 也提出了三联体的假说，提出要解决“天书”的“词法”和“句法”，必须要有一本标准词典，认为64 种组合中的44 种是“简并密码”。
1961 年，Nirenberg、Matthaei & Ochoa开始用生物化学手段破译密码，得到20 种氨基酸的密码子的核苷酸序列。
1964 年，Khorana 合成了U 和G 交替的多聚核苷酸，合成的肽为VCVCVC，后来合成了UUGUUUGUUG...产生了poly(L)、poly(C)和poly(V)，由此确定了一些密码子的核苷酸序列。
1964 年，Nirenberg 用合成的三联体与tNRA 进行密码子－反密码子的碱基配对，并与核糖体结合，使密码破译的速度大大加快。
1966 年，遗传密码的破译工作基本结束，Crick 绘制了密码表，提出了摆动学说（wobble concept），及时收回了“同义词”不存在的假设。
过滤结合分析破译遗传密码：
第二节遗传密码的基本特性一．密码为三联体，不重复、不间断
二．密码的简并性
三．密码的变偶性
四．密码的通用性和变异性
五．密码的防错系统
密码子在密码表中的分布有一定的规则，通常密码子的第二位决定氨基酸的极性，第三位决定密码子的简并性。
第二位的碱基是U 则决定的氨基酸是非极性的；第二位的碱基是C 则决定的氨基酸是非极性的，或是不带电荷的极性氨基酸；第二位的碱基是A 或G 则决定的氨基酸是极性的；第一位的碱基是A 或C，第二位的碱基是A 或G 则决定的氨基酸是极性的并具有碱性；前两位的碱基是AG 则决定的氨基酸是极性的并具有酸性。
这样的分布规律使碱基的变化有时不会引起氨基酸的变化，有时引起的氨基酸变化是同一类型的氨基酸相互取代，这样，合成的蛋白质功能差别不会太大。